Час, основна (поряд з простором) форма існування матерії, що полягає в закономірній координації явищ, що змінюють один одного. Воно існує об'єктивно і нерозривно пов'язано з рухомою матерією. Див. Простір і час, Відносності теорія .
Вимір часу. Проблемою виміру Ст, незалежно від способу і системи його відліку, займаються різні розділи науки і техніки. Технічні засоби — лічильники Ст (годинник і інші прилади) для рахунку Ст і відтворення його одиниць і їх доль розробляються в хронометрії. Астрономія дає можливість за допомогою спеціальних спостережень небесних світил контролювати роботу лічильників Ст і визначати поправки до шкал Ст
Вже в глибокій старовині в основу виміру великих і малих проміжків Ст лягли астрономічні явища, обумовлені рухом небесних світил, перш за все Землі і Місяці. Як одиниця для виміру великих інтервалів Ст став застосовуватися рік, визначуваний періодом звернення Землі довкола Сонця; з цією одиницею Ст пов'язаний цикл змін в природі. Дрібнішою одиницею Ст став служити цикл зміни місячних фаз (синодичний місяць ), який, дещо змінившись, перетворився на той, що існує понині місяць . Доба пов'язана з циклом зміни світлого і темного часу і обумовлена обертанням Землі. Для відліку ще дрібніших інтервалів Ст доба ділилася на годинник, причому первинний світлий час доби ділилося на 12 денних годин, а темне — на 12 нічних годин, різних по довжині і таких, що не мають постійної тривалості протягом року. Пізніше було введено ділення доби на 24 рівних години. З розвитком господарської діяльності людини до проблеми виміру Ст стали пред'являти вищі вимоги. Удосконалювалися прилади для виміру Ст — годинник, що дозволяло вводити усе більш точні системи рахунку Ст стосовно практичних і наукових вимог. У сучасному годиннику система рахунку Ст задається тим або іншим штучним періодичним процесом: гойданням балансира (морські хронометри, годинник в побуті і ін.), маятника (астрономічний годинник і ін.), ваганням кварцевої пластинки (кварцевий годинник). У найбільш точному кварцевому годиннику стабільність коливань кварцу контролюється квантовими генераторами, дія яких заснована на періодичних процесах, що відбуваються в атомах і молекулах (атомний годинник).
Обертання Землі довкола осі відносно зірок визначає зоряне В. Поськольку зірки мають власні рухи, недостатньо добре вивчені, зоряне Ст вимірюють відносно весняного рівнодення точки, рух якої серед зірок добре відомий. Момент її верхньої кульмінації (див. Кульмінація небесного світила ) береться за початок зоряної доби. Зоряну добу підрозділяють на зоряні години, хвилини і секунди. Зоряне Ст визначається безпосередньо з астрономічних спостережень і служить для узгодження свідчень годинника-охоронців Ст з астрономічною системою рахунку В. Знаніє зоряного Ст необхідно при різних астрономічних спостереженнях, а також в геодезичних вимірах, навігації і інших роботах, зв'язаних із спостереженнями небесних світил. У практичному житті воно незручне, оскільки не узгоджується із зміною дня і ночі. Тому на практиці уживається сонячне Ст
Достеменне солнечнєє Ст визначається видимим добовим рухом Сонця, моменти верхньої і нижньої кульмінації якого називаються відповідно дійсним полднем і дійсній півночі. Проміжок Ст між двома послідовними однойменними кульмінаціями центру Сонця називаються достеменними сонячними цілодобово. Проте унаслідок нерівномірності руху Землі по орбіті, а отже і видимого річного руху Сонця по екліптиці, а також неперпендикулярності осі Землі до плоскості її орбіти, дійсна сонячна доба непостійна за своєю тривалістю, тобто система рахунку дійсного сонячного Ст нерівномірна. Рівномірна протягом року система сонячного Ст — середнє сонячне Ст — заснована на добовому русі так званого середнього Сонця — фіктивної крапки, рівномірно рухомої по екватору з такою швидкістю, що в своєму річному русі вона завжди одночасно з дійсним Сонцем проходить через точку весняного рівнодення. Моменти верхньої і нижньої кульмінацій середнього Сонця називаються відповідно середнім полднем і середній півночі. Проміжок Ст між двома послідовними однойменними кульмінаціями середнього Сонця називається середніми сонячними цілодобово, за початок яких береться його ніжняя кульмінація. Середня сонячна доба підрозділяється на середні сонячні години, хвилини, секунди.
Різниця між середнім і дійсним сонячним Ст називається рівнянням часу, який протягом року змінюється в межах від —14 мін 22 сік до + 16 мін 24 сік (див. Рівняння часу ). Середнє сонячне Ст контролюється за допомогою зоряного Ст на основі наступного співвідношення, встановленого багаточисельними спостереженнями:
365,2422 середніх сонячних сут = 366,2422 зоряних сут ,
звідки слідує:
24 ч зоряного часу = 23 ч 56 мін 4,091 сік середнього сонячного часу;
24 ч середнього сонячного часу = 24 ч 3 мін 56,555 сік зоряного часу.
Для зберігання часу, отриманого з астрономічних спостережень, застосовується годинник, що йде по середньому сонячному і по зоряному часу.
На різних меридіанах Землі моменти кульмінації як точки весняного рівнодення, так і дійсного і середнього Сонця відбуваються не в один і той же фізичний момент. Тому і В. на різних меридіанах різно: зміні довготи на 15° до сходу відповідає збільшення зоряного, а також дійсного і середнього сонячного Ст на 1 ч . Час, визначений для заданої довготи, називається місцевим Ст (інколи місцевим Ст неправильно називається поясне Ст, таке, що вживається в тому або іншому пункті Землі). Місцеве середнє сонячне Ст нульового, грінвічського, меридіана, що вважається від півночі, називається усесвітнім або світовим Ст В. Всемірним, єдиним для всієї Землі, широко користуються в астрономії.
Місцеве Ст, різне в пунктах з різною географічною довготою, створює незручність в його практичному вживанні при міжміських і міжнародних повідомленнях. Для усунення цих незручностей в кінці 19 ст в багатьох країнах світу була прийнята система поясного часу, для чого вся поверхня Землі розбита на 24 вартових поясу, меридіанів, що тягнуться уподовж, з довготою, кратною 15°. У СРСР поясне Ст введене з 1 липня 1919. Для раціонального використання світлої частини доби в деяких країнах годинник переводиться в літній час на 1 ч вперед по відношенню до поясного Ст В СРСР годинник переведений на 1 ч вперед в 1930 (так зване декретне Ст). Декретне Ст 2-го часового поясу в СРСР називається московським Ст В. Моськовськоє випереджає усесвітнє Ст на 3 ч .
Точні дослідження показали, що система астрономічного рахунку Ст, заснована на спостереженнях кульмінацій небесних світил, не є рівномірною (усесвітнє Ст в цій системі позначається UT 0), що обумовлене, по-перше, рухом полюсів Землі, що змінює довготу місця спостереження, і, по-друге, нерівномірністю обертання Землі, яка була виявлена в результаті вживання високостабільного кварцевого і атомного годинника. Введення в UT 0 поправок, що враховують рух полюсів, приводить до усесвітньому Ст UT 1, а додаткове введення поправок, що враховують середні сезонні зміни періоду обертання Землі, —к усесвітньому В. UT 2 . Проте рівномірність систем рахунку Ст, заснованих на періоді обертання Землі, навіть після внесення в них вказаних поправок, не може вже задовольняти деякі розділи сучасної науки і техніки.
Рівномірна система рахунку Ст — ефемеридне Ст — вводиться як незалежний аргумент законів небесної механіки і контролюється спостереженнями звернення Луни довкола Землі. На основі ефемеридного Ст складаються щорічники астрономічні . Ця система визначається по різниці його з середнім сонячним Ст з емпіричного співвідношення:
∆ tcek = 24,349 + 72,318 T + 29,950 T 2 + 1,821 В ,
де Т вважається в юліанських століттях по 36 525 середніх сонячних діб від моменту 1900, січня 0, в 12 ч усесвітнього Ст, а В є відхиленням обчисленої по теорії Брауна довготи Луни від спостережуваної в даний момент. Величина середньої сонячної доби унаслідок нерівномірності обертання Землі збільшується за сто роки на 1,640 мсек і випробовує флуктуації унаслідок наявності доданку, залежного від В (за останніх 120 років вони досягали —4,8 мсек в 1870 і +1,9 мсек в 1911). Тому визначення секунди у фізичних системах одиниць стали засновувати не на періоді обертання Землі, а на періоді звернення її довкола Сонця, званому тропічним роком і рівному проміжку Ст між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення. Його тривалість повільно змінюється з часом і складає 365,24219879—0,00000614 ( Т — 1900) середніх сонячних сут . Генеральна конференція заходів і вагів (Париж, 1954) дала наступне визначення секунди Ст в системі СГС: «Секунда є 1: 31 556 925,9747 доля тропічного року для моменту 1900, січня 0, в 12 ч ефемеридного часу». Ефемеридне Ст, визначуване цією секундою для рахунку великих інтервалів Ст, виражається в юліанських століттях по 36 525 ефемеридних діб від моменту 1900, січня 0, в 12 ч ефемеридного Ст
Розвиток електроніки дозволив в 60-х рр. 20 ст отримати принципово нову, незалежну від астрономічних спостережень систему рахунку Ст, засновану на вживанні високоточного кварцевого годинника, контрольованого квантовими генераторами (атомними годинами). Ця система рахунку Ст отримала назву атомного Ст і позначається ТА 1. Як еталонна одиниця використовується атомна секунда, величина якої визначається за допомогою резонансної частоти одного з енергетичних переходів в атомі цезію 133 (див. Квантові стандарти частоти ).
Радіосигнали точного Ст подаються службами часу за допомогою атомного годинника в особливій системі відліку атомного часу ТА , що погоджується з астрономічними системами рахунку В.: тривалість секунди часу ТА щорік визначається з астрономічних спостережень. Таким чином, система часу ТА здійснює зв'язок між усесвітнім Ст, що отримується з астрономічних спостережень, і атомним часом ТА 1.
Всі системи рахунку Ст регулярно порівнюються один з одним, так що для будь-якого моменту може бути здійснений перехід з однієї системи в іншу. Результати порівнянь публікуються в «Бюлетенях» міжнародних служби часу в Парижі, а в СРСР також в бюлетені «Еталонний час» видаваному Всесоюзним науково-дослідним інститутом фізико-технічних і радіовимірів (див. Служба часу ).
Літ.: Куликів До. А., Курс сферичної астрономії, 2 видавництва, М., 1969.
